Что такое ohm в наушниках

Какое сопротивление для наушников лучше и что такое импеданс

Покупая наушники, можно обнаружить обилие технических сведений на упаковке и в паспорте девайса. Диапазон частот, а также количество мВатт, сопротивление и другие подробности. Желающим найти себе лучшие наушники, ориентируясь на технические характеристики устройства, следует детально разобраться в сути этих параметров. Как влияет сопротивление в наушниках на ваши впечатления от звука? Что такое импеданс в наушниках, и какой лучше?

Невозможно однозначно ответить на вопрос, какое сопротивление лучше. Идеальное сопротивление зависит от типа устройства, с которым вы будете его использовать.

Что означает «импеданс»

Что такое импеданс? Импеданс наушников – это сопротивление. Но не то сопротивление, которое чаще всего указано на упаковках и страницах товара под соответствующим названием. Производители наушников, распространяя свою продукцию, обычно указывают в документах активное сопротивление гарнитуры. Активное сопротивление также носит название «резистивного». Указание на импеданс прибора иногда бывает сложно найти.

Совокупность реактивного и активного дает полное сопротивление. Называется оно «импеданс». Напряжение на выходе появляется, когда сила бегущего по устройству тока наталкивается на сопротивление наушников. Когда происходит взаимодействие силы тока и напряжения, можно говорить о мощности прибора.

На что влияет сопротивление? Полное сопротивление, или импеданс, определяет чувствительность наушников. Чем ниже сопротивление, тем выше чувствительность. Низкая чувствительность образуется при высоком сопротивлении. Количество расходуемого электротока тоже зависит непосредственно от сопротивления.

Зная, что такое импеданс и зачем он нужен, можно определить, как много требуется аудиоустройству энергии для того, чтобы транслировать качественный и достаточно громкий звук. Для профессионального оборудования требуются приборы со значительным сопротивлением. Поскольку из профессиональной аппаратуры исходит очень высокое напряжение, обычные наушники с ним не справятся. Для обычных устройств звуковоспроизведения подходит среднее значение импеданса в диапазоне 120-150 Ом. Устройства карманного типа, смартфоны и всевозможные плееры – имеют очень низкое напряжение на выходе, потому они требуют низкоомных наушников. Оптимальные значения – от 16 до 40 Ом.

Импеданс 32 ом – что это? Это среднее значение импеданса для низкоомных наушников. Если вы не знаете, высокоомный или низкоомный девайс требуется для вашего устройства, попробуйте послушать звук на средних значениях Ом. Это поможет установить середину и понять, в какую сторону лучше сдвигать значения Ом в наушниках.

Разновидности аппаратуры в зависимости от значений сопротивления

Аппаратура относится к тому или иному виду, в зависимости от ее технических показателей. Наушники могут иметь разный частотный диапазон или чувствительность. Знание о сопротивлении ваших наушников может оказаться очень полезным. Наушники в 32 Ом могут звучать очень хорошо и исправно выполнять свои функции, равно как и высокоомные наушники.

Сопротивление наушников исчисляется в значениях Ом, по имени известного немецкого ученого.

В зависимости от того, в подаче какого напряжения нуждается гарнитура, наушники делятся на:

Полноразмерная аппаратура, накладные и большие наушники могут иметь следующие показатели:

Внутриканальные наушники с маленькими динамиками, которые предназначены для удобного размещения в ушной раковине, имеют следующие виды значений Ом:

ВАЖНО! На выходе у смартфонов и плееров установлены ограничения на напряжение. Таких ограничений на подачу тока не стоит. Большое количество тока на выходе сильно портит звук.

В высокоомных наушниках сопротивление току выше, а значит, и звук получается чище и лучше. Выходное напряжение на стационарных приборах не ограничено так, как в случае с портативными девайсами. Поэтому хорошие высокоомные наушники можно эффективно использовать дома без потери качества звука. В это же время, мобильные устройства просто не создают достаточно напряжения, чтобы раскрыть звук в высокоомных наушниках.

Громкость задается сопротивлением и звуковым давлением. SPL, или звуковое давление, измеряется в децибелах на мВатт. Устройства с одним и тем же звуковым давлением при подключении к плееру с потенциалом в 1 вольт, могут выдать совершенно разное звучание. А зависеть оно будет от значения сопротивления.

Кривая импеданса для разных видов устройств

Посмотрим, как зависит частота от сопротивления в различных устройствах. Пределы частоты зададим значениями в 20 и 20000 Гц.

ВАЖНО! Показатели импеданса наушников сильно отличаются от заявленных производителями значений сопротивления. Потому, если самостоятельно проводить измерения при помощи мультиметра, цифры будут сильно расходиться с указанными в соответствующих документах. Это нормально.

Оптимальные значения импеданса для использования с различными устройствами

Большое сопротивление задает низкую чувствительность в наушниках. Если вы будете использовать наушники с различным импедансом на одном и том же воспроизводящем устройстве, заряд батареи автономного питания будет расходоваться с разной скоростью. Это происходит потому, что приборы с отличающимися показателями сопротивления потребляют разное количество электроэнергии. Чтобы лучше представить, какое сопротивление подходит определенным типам техники, рассмотрим несколько примеров.

Некоторые виды портативных звуковоспроизводящих приборов:

Среднее сопротивление в наушниках с арматурным устройством и на одном драйвере, выше. Это позволяет гаджету, воспроизводящему звук, работать дольше. Заряда смартфонов и плееров хватает на больший срок. Это важно, поскольку в современных приборах и без того достаточно программ, усиленно расходующих электричество даже в фоновом режиме.

Многодрайверные приборы арматурного типа, напротив, имеют среднее сопротивление ниже. То же относится к типу динамических приборов. Это позволяет технике подолгу работать без нужды в дополнительном заряде.

Портативный усилитель для оптимального звучания

Высокоомные наушники дают лучшее качество звука, но могут играть слишком тихо на портативных устройствах. Чтобы данная проблема не стояла остро, мощность динамиков должна соответствовать устройству. Иначе громкость звучания всегда будет неудовлетворительной. Если нельзя добиться нужного звука, сочетая наушники с приборами, попробуйте воспользоваться специальным усилителем.

Подбор наушников с правильным импедансом помогает аудиоустройству функционировать стабильно, служить долго и выдавать звук достаточно удовлетворительного качества. Хороший звук ценят не только профессионалы, каждый день работающие в музыкальной сфере. Любому человеку приятно иметь устройство, выдающее чистое, глубокое и красивое звучание. Раздражающие шумы, слишком тихий звук или быстрый расход батареи могут сильно испортить настроение.

Высокие показатели импеданса наушников обеспечивают небольшую отдачу тока. За счет этого расходуется меньше энергии, а частотных искажений происходит меньше. Характеристики амплитуды и частоты в высокоомных наушниках выравниваются благодаря работе через усилитель.

Чтобы понять, какое сопротивление звучит в вашем устройстве, определите, на какое напряжение способно ваше устройство. Маленькие приборы физически не могут создавать большое напряжение. Большое напряжение на выходе образуют приборы стационарного типа, работающие от сети, а не от батареи. Поэтому сопротивление наушников для стационарных устройств звуковоспроизведения должно быть выше, чтобы полнее насладиться возможностями хорошей техники. Однако хороший усилитель может проконтролировать процесс взаимодействия технических приспособлений, сгладить недостатки и раскрыть потенциал приборов.

Источник

Если коротко ответить на поставленный вопрос, то ответ бы звучал так: Причина кроется в неодинаковых значениях уровня выходного сигнала на разных устройствах, которые используются для прослушивания музыки с одними и теми же наушниками.

Совсем немного теории

Смартфон, компьютер или топовый кинотеатр – каждый из них на выходе имеет усилитель, задача которого сформировать колебания выходного напряжения звуковой частоты (ЗЧ).

Эти колебания напряжения и заставляют динамические головки излучать звуковые волны. Но средний уровень выходного напряжения далеко не одинаков для разных классов устройств.

Усилитель ЗЧ (УЗЧ) смартфона выдает в среднем 200 мВ (миллиВольт). Наушники же, подключенные к выходу УЗЧ, обладают конкретной величиной активного и реактивного сопротивлений для разных частот подаваемого напряжения. Усреднённое значение сумм этих сопротивлений называется импеданс.

Для простоты, и чтобы случайно не перейти к расчету своего УЗЧ с идеальными параметрами, а потом не погрязнуть в согласованиях импеданса, будем считать, что сумма внутренних сопротивлений наушников – константа во всем диапазоне частот.

В полном соответствии с законом Ома, на разных устройствах они будут звучать по-разному, ведь на них будут подаваться разные величины напряжения, а импеданс считаем постоянной и неизменной величиной.

Это значит, что при таких условиях, через излучатель или динамическую головку будет протекать неодинаковое количество тока, на что наушники отреагируют снижением или увеличением уровня громкости.

Рекомендации: 5 лучших наушников до 1000 рублей , 9 лучших вакуумных наушников , На что влияет чувствительность наушников и какая лучше

Проблема выбора

Среди тысяч моделей разных типов с уникальным сочетанием характеристик легко запутаться, но оставим в стороне всю совокупность их достоинств и недостатков, разделив по группам с учетом только одного параметра – сопротивления.

Его величина для изделий колеблется от 8 до 600 Ом, но для примера возьмём самые массовые и доступные – канальные наушники-вкладыши с импедансом от 16 до 64 Ом, ведь поняв главный принцип, вы сможете ориентироваться в выборе этих аксессуаров для любого устройства.

Наушники для смартфона

Мобильный телефон – вещь компактная и нормальным адекватным решением является выбор именно вкладышей, которые занимают меньше места по сравнению со старшими моделями. Но в контексте обзора, правильнее отталкиваться не от их размера.

Чтобы сравнить такие параметры как громкость, потребляемую мощность (не последний аргумент для гаджета с аккумулятором), чувствительность – важно знать диапазон значений сопротивления вкладышей, а также уровень напряжения на выходе УЗЧ смартфона. Ни та, ни другая группа характеристик тайной не является:

Технические характеристики хороших наушников

Громкость и мощность

Чтобы оценить степень влияния импеданса на качество ощущений от прослушивания музыки, для начала, посчитаем ток, который будет протекать в излучателе. От его величины зависит громкость звучания, а также потребляемая мощность.

Возьмем наиболее распространённые 16 Ом модели и увидим, что:

I(сила тока)= U(напр.)/R(сопротивление)

то для самых рядовых моделей, при максимальном режиме громкости на смартфоне (на выходе 200 мВ) значение тока составит:

I(A)= 0,2В /16Ом = 0.0125 А или 12,5 мА

Но если подключить 32 Ом-ную модель, то тока будет протекать ровно в два раза меньше:

I(A)= 0,2В /32Ом = 0.00625 А или 6,25 мА

Это значит, что наушники с более высоким импедансом будут заметно тише.

W(мощность Вт)=I(сила тока, А)*U(напр. В)

При значении импеданса 16 Ом максимальное потребление составит – 2,5 мВт, а 32 Ом – 1,25 мВт. Для покупателя это значит, что высокоомные наушники будут звучать тише, но более экономно расходовать заряд аккумулятора. Низкоомные же, напротив – гораздо громче, при этом потребляя больше тока они, пусть ненамного, но снижают время автономной работы смартфона.

6 лучших студийных наушников

Чувствительность

Прежде всего, эта характеристика, указывающая, как изменится уровень звукового давления (громкости) при изменении входного сигнала на определённую величину.

Чем выше характеристика чувствительности – тем наушники громче звучат. Однако слишком большая чувствительность добавит к музыке собственные шумы усилителя и электрические наводки различной природы.

Понять степень влияния сопротивления на чувствительность немного сложнее – дело в том, что далеко не все производители ставят потребителя в известность о величине чувствительности, а она зависит от импеданса.

В лучшем случае, на коробке указана чувствительность вообще без единиц измерения, но иногда указывают дБ/мВт – в этих единицах соотношение на всех частотах будет одинаково.

Изменяя громкость регулировками на телефоне или усилителе, Вы не изменяете мощность, а только уровень выходного напряжения. Чтобы вообще иметь возможность оперировать словом «мощность» – нужен потребитель.

7 лучших наушников Sony

В подтверждение этих слов, поставьте мысленный эксперимент – поверните регулировку звука на максимум в усилителе с подключенной акустикой. Увеличилась мощность? Отлично.

А теперь отключите провода колонок и крутите регулировки – как меняется мощность? Никак.

Сопротивление цепи потребителя стремится к бесконечности. Ток не протекает. Мощности нет. Поэтому, подключая на выход УЗЧ наушники с разным сопротивлением, Вы гарантировано получите несовпадающие величины мощности усилителя.

Это говорит о том, что 16-Ом наушники с чувствительностью 97 dB/мВт, обязанные выдавать на каждый потраченный мВт 97 dB звука, и такой же 32-Ом аксессуар с аналогичной чувствительностью, при подключении к одному источнику совершено точно будут работать с разным фактическим уровнем громкости, выдавая разную мощность.

Таким образом, 32-Омные наушники звучат заметно тише, ведь чтобы обеспечить одинаковый ток при разном сопротивлении нужно приложить разное напряжение, а его на выходе УЗЧ может и не хватить.

Как не ошибиться

В идеальном случае для подбора сопротивления наушников по сопротивлению к конкретной технике надо знать максимальный уровень напряжения, который возможен на выходе УЗЧ без искажений. Имея в наличии эту информацию, достаточно легко посчитать величины тока и фактическую мощность для наушников с разным сопротивлением.

Но, если нет возможности сделать расчет, то можно запомнить простое решение:

Тематические материалы: 5 лучших игровых наушников с микрофоном , 5 лучших наушников для игры на гитаре , 5 лучших наушников с костной проводимостью звука , 7 лучших беспроводных накладных наушников , 7 лучших наушников Denon , 8 лучших арматурных наушников , 9 лучших наушников Sennheiser , Как выбрать наушники для прослушивания музыки на телефоне и компьютере , Ремонт наушников своими руками

Совсем немного теории
Если коротко ответить на поставленный вопрос, то ответ бы звучал так: Причина кроется в неодинаковых значениях уровня выходного сигнала на разных устройствах, которые используются для прослушивания музыки с одними и теми же наушниками.

Смартфон, компьютер или топовый кинотеатр – каждый из них на выходе имеет усилитель, задача которого сформировать колебания выходного напряжения звуковой частоты (ЗЧ). Эти колебания напряжения и заставляют динамические головки излучать звуковые волны. Но средний уровень выходного напряжения далеко не одинаков для разных классов устройств. Усилитель ЗЧ (УЗЧ) смартфона выдает в среднем 200 мВ (миллиВольт), а головное устройство Hi-End класса может работать и на единицах Вольт и даже больше! Наушники же, подключенные к выходу УЗЧ, обладают конкретной величиной активного и реактивного сопротивлений для разных частот подаваемого напряжения. Усреднённое значение сумм этих сопротивлений называется импеданс.

Громкость и мощность
Чтобы оценить степень влияния импеданса на качество ощущений от прослушивания музыки, для начала, посчитаем ток, который будет протекать в излучателе. От его величины зависит громкость звучания, а также потребляемая мощность. Возьмем наиболее распространённые 16 Ом модели и увидим, что:
Если
I(сила тока)= U(напр.)/R(сопротивление)
то для самых рядовых моделей, при максимальном режиме громкости на смартфоне (на выходе 200 мВ) значение тока составит:

I(A)= 0,2В /16Ом = 0.0125 А или 12,5 мА

Но если подключить 32 Ом-ную модель, то тока будет протекать ровно в два раза меньше:

I(A)= 0,2В /32Ом = 0.00625 А или 6,25 мА

Это значит, что наушники с более высоким импедансом будут заметно тише.
Считаем мощность:
W(мощность Вт)=I(сила тока, А)*U(напр. В)

При значении импеданса 16 Ом максимальное потребление составит – 2,5 мВт, а 32 Ом – 1,25 мВт. Для покупателя это значит, что высокоомные наушники будут звучать тише, но более экономно расходовать заряд аккумулятора. Низкоомные же, напротив – гораздо громче, при этом потребляя больше тока они, пусть ненамного, но снижают время автономной работы смартфона.
Чувствительность
Прежде всего, эта характеристика, указывающая, как изменится уровень звукового давления (громкости) при изменении входного сигнала на определённую величину. Чем выше характеристика чувствительности – тем наушники громче звучат. Однако слишком большая чувствительность добавит к музыке собственные шумы усилителя и электрические наводки различной природы.

Понять степень влияния сопротивления на чувствительность немного сложнее – дело в том, что далеко не все производители ставят потребителя в известность о величине чувствительности, а она зависит от импеданса. В лучшем случае, на коробке указана чувствительность вообще без единиц измерения, но иногда указывают дБ/мВт – в этих единицах соотношение на всех частотах будет одинаково. Возможно это и проще для рядового покупателя, только привязка чувствительности к мощности вообще никак не поможет в выборе!

Изменяя громкость регулировками на телефоне или усилителе, Вы не изменяете мощность, а только уровень выходного напряжения. Чтобы вообще иметь возможность оперировать словом «мощность» – нужен потребитель.

В подтверждение этих слов, поставьте мысленный эксперимент – поверните регулировку звука на максимум в усилителе с подключенной акустикой. Увеличилась мощность? Отлично. А теперь отключите провода колонок и крутите регулировки – как меняется мощность? Никак. Сопротивление цепи потребителя стремится к бесконечности. Ток не протекает. Мощности нет. Поэтому, подключая на выход УЗЧ наушники с разным сопротивлением, Вы гарантировано получите несовпадающие величины мощности усилителя.
Это говорит о том, что 16-Ом наушники с чувствительностью 97 dB/мВт, обязанные выдавать на каждый потраченный мВт 97 dB звука, и такой же 32-Ом аксессуар с аналогичной чувствительностью, при подключении к одному источнику совершено точно будут работать с разным фактическим уровнем громкости, выдавая разную мощность.

Таким образом, 32-Омные наушники звучат заметно тише, ведь чтобы обеспечить одинаковый ток при разном сопротивлении нужно приложить разное напряжение, а его на выходе УЗЧ может и не хватить.
Как не ошибиться
В идеальном случае для подбора сопротивления наушников по сопротивлению к конкретной технике надо знать максимальный уровень напряжения, который возможен на выходе УЗЧ без искажений. Имея в наличии эту информацию, достаточно легко посчитать величины тока и фактическую мощность для наушников с разным сопротивлением.
Но, если нет возможности сделать расчет, то можно запомнить простое решение:
более низкоомные наушники обеспечат больший уровень громкости при высокой чувствительности (возможны шумы и искажения). Идеальное решение для смартфонов и плееров, где ограничено выходное напряжение УЗЧ.
высокоомные – будут заметно тише при низкой чувствительности (наводки просто не могут оказать влияние на звучание, их амплитуда слишком мала для этого), но требуют наличия усилителя с большим уровнем выходного напряжения – хорошее решение для стационарной техники.

Источник

На что влияет сопротивление наушников

После интервью наибольшее количество вопросов было связано характеристикой сопротивления наушников. Рассмотрим, на что влияет характеристика и с чем ее едят. Для лучшего усвоения материала мы будем последовательно выпускать материалы, собирать вопросы и комментарии и двигаться дальше.

Прежде чем разобрать, на что и как влияет сопротивление наушников, разберемся, что это за заморская птица такая. И готовимся к тому, что здесь будут аж две формулы из стандартного школьного курса физики. Т.е. материал сложный и тяжелый.

Сопротивление наушников часто называют как импеданс или полным сопротивлением наушников.

С точки зрения терминов, где под сопротивлением подразумевается только активная (резистивная) часть, под импедансом (полным сопротивлением) подразумевается совокупность активного и реактивного сопротивления. Вспоминая школьный курс физики, мы знаем, что к реактивному сопротивлению относится емкость и индуктивность.

Конечное сопротивление наушников зависит от того, на какой частоте измерено сопротивление. На коробках часто приводят только активное сопротивление или изредка значение, полученное на частоте 1 кГц. К сожалению, редко указывают сопроводительные параметры и можно только гадать, какое значение импеданса у наушников на самом деле.

Если речь идет о динамических наушниках, то значения в виде 16, 24, 32 Ом и т.п. означают сопротивление лишь катушки индуктивности динамика и не учитывают сопротивление провода, пайки контактов и штекера. В реальности сопротивление наушников обычно на 1-3 Ом выше и немного различается между правым и левым каналом. Наиболее добросовестные производители честно указывают, что точность указанного сопротивления составляет 20 или 30% и это нормально (бурно возражает на это только маркетолог, никакие погрешности на коробке приводить нельзя – «правда» убивает продажи).

Низкоомные и высокоомные наушники

Наушники принято делить на низкоомные и высокоомные. Для внутриканальных и полноразмерных наушников граница разделения разная.

Для полноразмерных: никзкоомные наушники обладают сопротивление менее 100 Ом, а высокоомные выше 100 Ом.

Для внутриканальных: низкоомные не выше 32 Ом, выше 32 Ом – высокоомные.

Какой вид импеданса у разных наушников?

Внутриканальные наушники

Большинство внутриканальных динамических наушников обладают ровной кривой импеданса и значение в 16, 24 или 32 Ом не имеют отклонений для частот от 20 до 20 кГц.

На графике по горизонтали указаны частоты, от 20 Гц до 20 кГц. По вертикали – сопротивление (в логарифмическом масштабе).

Полноразмерные динамические наушники

У полноразмерных динамических наушников довольно часто можно встретить неравномерную кривую импеданса, с локальным подъемов в области низких частот и небольшим подъемом в области высоких частот.

Сопротивление может быть равно 32 Ом без учета реактивной части (условно, это 0 Гц, измеряется любым универсальным мультиметром), но на практике может быть вдвое выше на определенных частотах.

Неравномерность (подъемы) могут указывать как на резонансы, так и на конструктивные особенности излучателя в данном корпусе наушников. Так, при измерении сопротивления, частота и величина подъема может сильно меняться от того, лежат наушники свободно на столе, или одеты на манекен (в этом случае внутреннее пространство наушников задемпфировано).

У некоторых динамических наушников нет заметных резонансов или отклонений. Такая линия условна идеальна, но подбирать наушники таким путем не рекомендуется. В погоне за улучшением одной характеристики, приходится жертвовать другой.
Среди наушников топ-класса можно встретить кривые импеданса как с минимальными отклонениями, так и со значительными. Если у наушников виден узкополосной подъем (на графике выше это Grado GS1000), то усилитель стоит подбирать с низким выходным сопротивлением для лучшего контроля низких частот (как к слову сделано у фирменного усилителя Grado RA1).

Изодинамические (ортодинамические) наушники

Помимо динамических излучателей широкое распространение сейчас получает изодинамический тип излучателя (и его схожий тип — ортодинамический). У таких наушников всегда прямая линия импеданса. Изодинамические наушники сейчас выпускают: Abyss, Audez’e, HiFiMan, Oppo, Fostex. В советское время были наушники ТДС-5/м, ТДС-7, ТДС-15, ТДС-16 и ТДС-25. Сегодня для моделей ТДС-7 и ТДС-15 чаще всего делают моддинг.

Формально, это идеальная нагрузка для усилителя, однако в области ультравысоких частот (мегагерцы и гигагерцы) у некоторых моделей сопротивление снижается и стремится к нулю. Такое коварство на стандартном графике не увидеть и с некоторыми усилителями это может привести к некачественному режиму работы.

Внутриканальные арматурные наушники

Едва предсказуемо выглядит импеданс у внутриканальных наушников с арматурным излучателем. Для однодрайверных моделей есть общая черта — всегда существует локальный подъем в области верхних средних частот (в районе 1-3 кГц) и в области самых высоких частот. Благодаря подъему в области высоких частот, большинство однодрайверных арматурных моделей «звучат чисто» в области высоких частот, т.к. в этой области частот усилитель дает меньше искажений.

В низкочастотной области обычно типовое сопротивление в виде 8, 16, 24 или 32 Ом. Выше 500 Гц начинаются подъемы.
В случае, если указано сопротивление в 100 Ом на 1 кГц – то это не означает, что наушники высокоомные, их сопротивление может быть и всего 16 Ом по показаниям мультиметра (в области низких частот).

Гибридные и многодрайверные наушники

Нельзя предугадать кривую импеданса для многодрайверных и гибридных внутриканальных наушников. Кривая импеданса может быть какой угодно выше 500 Гц. Просадка сопротивления может спокойно доходить до 4 Ом при заявленных 100 Ом на 1 кГц.

Общие выводы

Если надо узнать реальное сопротивление у арматурных или гибридных наушников, то можно попробовать поискать результаты измерений в интернет. Методы измерения импеданса обычно дают единый результат и не зависят от ПО со стендом или измерительного комплекса.

На что влияет импеданс наушников?

Чувствительность наушников

Чувствительность наушников обычно приводится к мощности, что учитывает сразу две характеристики: подаваемое на наушники напряжение и ток. Это удобная конечная характеристика для теоретиков и крайне запутанная для практического применения конечными потребителями.
Для обычного потребителя логично представлять, что «чувствительность = громкость». С колонками это работает, т.к. всегда значение указывается сопротивлением колонки в виде 4 или 8 Ом, и аналогично указывается мощность усилителя. Запутаться сложно.

Но если для колонок всего два типовых сопротивлений в 4 и 8 Ом и у каждого усилителя приводится мощность под два типа сопротивления, то у наушников порядка 11 сопротивлений: 8,16,24,32,64,128,256,320, 608 и т.п.

В итоге потребитель берет в руки наушники с разным сопротивлением и наивно полагает, что по чувствительности он может что-то сравнить.

Чтобы связь «чувствительность = громкость» была применима к наушникам, чувствительность необходимо выражать к напряжению, а не мощности (как это делает Sennheiser). Но большинство производителей вообще не указывают, в каких единицах чувствительность приводится.

Именно по этому «все знают» — что высокоомные наушники тихие, а низкоомные наушники — громкие. И наивно полагают, что для высокоомных наушников нужен «мощный усилитель», а для низкоомных наушников хватит и вшивого смартфона. И хотя на деле все совсем не так, из-за крайне неудачных терминов из стандартов ГОСТ и AES сформировались отдельные «понятия», противоречащие законам физики, но на простонародном языке достаточно точно описывающими результат, вроде: «Для высокоомных наушников нужен мощный усилитель». Физически безграмотно, зато «всё всем понятно».

Затронем эту тему глубже (осторожно, переходим к формулам из школы, начинаем напрягать мозг!)

На выходе усилителя мы напрямую регулируем вовсе не мощность, а лишь уровень напряжения. В зависимости от сопротивления наушников получается уровень тока, потребляемый наушниками, что в свою очередь определяет итоговый уровень мощности.

Это очень важно понимать, т.к. не изменяя уровень напряжения на выходе усилителя, мы никак физически не можем отдельно увеличить уровень тока и тем самым увеличить уровень мощности.

U=I*R, где
U – напряжение на выходе усилителя, В
I – сила тока, А
R – сопротивление наушников, Ом

W=I*U, где
W – мощность на выходе усилителя, Вт
U – напряжение на выходе усилителя, В
I – сила тока, А

Если у вас мозги не вскипели от двух простых формул, можно двигаться дальше.

Отличным примером служат наушники Beyerdynamic серии DT 770 с разным сопротивлением, в 32, 80, 250 и 600 Ом (часть моделей снята с производства).

У всех наушников единая чувствительность в 96 дБ/мВт, что означает, что если мы подадим на наушники ровно 1 мВт, то уровень звукового давления будет равен 96 дБ SPL.

При 1 мВт для разных моделей нам надо подать разные соотношения напряжения и тока:

Т.е. низкоомной модели в 32 Ом требуется самое низкое напряжение, но самое высокое значение уровня тока.

Высокоомной модели наоборот нужно самое высокое напряжение, но низкий уровень тока.

Возвращаемся к тому, что на выходе усилителя мы выставляем уровень напряжения. У смартфонов это порядка 200-300 мВ. Физически видно ограничение по громкости для высокоомных наушников, что делает высокоомные наушники автоматически «тихими». И нам на деле не хватает не «мощности» усилителя, а банально напряжения.

А ведь если бы все производители указывали чувствительность к напряжению, то все было бы очень наглядно:

Как видно из таблицы, разница в громкости между моделями с чувствительностью в 96 дБ/мВт для 32 и 600 Ом составляет 13 дБ.
По данным чувствительности к напряжению мы видим прямую связь с громкостью.

Основные выводы

И теперь, когда мы видим, что при разном сопротивлении от усилителя требуются разные уровни напряжения и тока, можно перейти к другим зависимостям, на которые влияет сопротивление наушников.

Время работы плеера или смартфона

Чем выше сопротивление наушников – тем дольше будет работать плеер или смартфон без подзарядки, т.к. высокоомные наушники потребляют меньше тока (при условии, что наушники слушаются на «максимуме» независимо от итоговой фактической громкости).

Если у вас тихий смартфон – то реального выбора в наушниках с разными сопротивлениями нет, достаточная чувствительность будет только у низкоомных наушников.

Однако, если у вашего смартфона или плеера «мощный» выход (т.е. обеспечивающий уровень по напряжению выше 200-300 мВ), то можно выбирать между высокочувствительными низкоомными наушниками и менее чувствительными с более высоким сопротивлением. В этом случае при равной громкости на выходе, замена 16 Ом на 32 Ом уменьшит потребление тока на одну треть. На фоне потребления энергии процессором и прочих микросхем, смартфон или плеер возможно проработает конечно не на одну треть дольше, а на четверть или пятую часть. Например с плеером Colorfly C4 Pro время работы варьируется от 5 до 8 часов (5 часов с M-Audio IE40 с сильной просадкой в области высоких частот и 8 часов с высокоомными наушниками).

К «мощным» плеерам, таким как iHiFi или Hidisz, стоит подбирать наушники с большим сопротивлением, а проверять достаточность уровня громкости, в магазине «не отходя от кассы». В магазинах Soundpal все можно послушать и попробовать до покупки.

Качество звучания

«Все знают», что «высокоомные наушники звучат качественнее». Но в данном случае не наушники качественнее звучат, а усилитель отдает меньше тока и в итоге меньше искажений со стороны усилителя. Но это правило — не догма, если усилитель будет работать с уровнем напряжения, превышающего его штатный режим, то источником искажений будет перегрузка не по току, а по напряжению.

В этом и заключается большой секрет качества однодрайверных арматурных наушников (таких, как Grado GR8 и GR10, моделей Etymotic, старших Klipsh), где благодаря подъемам в области верхних средних и высоких частот получается качественное звучание с теми плеерами и телефонами, где полный ужас с низкоомными динамическими наушниками.

АЧХ наушников

Если усилитель не обладает нулевым сопротивлением, то итоговая АЧХ будет меняться в зависимости от кривой импеданса как наушников, так и усилителя. Подробно это рассмотрим в одном из следующих выпусков, тем более, что для этого требуется рассмотреть на что влияет полное выходное сопротивление (импеданс) усилителя.

Как измерить сопротивление наушников?

Для получения детального графика нужно специализированное ПО и стенд. Но для выяснения величины активного сопротивления (в области самых низких частот) достаточно бюджетного мультиметра, стоимостью от 200 руб.

Вполне нормально при покупке наушников проверить сопротивление правого и левого канала, расхождение не должно превышать 2-3 Ом между каналами в большинстве случаев.

Источник